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基于精细化CFD预报的水下回转体性能辅助设计方法研究
| 论文题名： | 基于精细化CFD预报的水下回转体性能辅助设计方法研究 |
| 关键词： | 潜艇工程;水下回转体性能;辅助设计;参数化建模;精细化计算流体力学 |
| 摘要： | 采用参数化建模方法研究潜艇艇型一直是潜艇设计优化领域的一个经典问题。本文主要研究了一种设计水下回转体型线并使其艇型阻力最优的优化方法，采用基于CFD的方法对DARPA SUBOFF潜艇模型进行了型线的设计和优化以及阻力的计算。 本文首先对SUBOFF潜艇母型进行了CFD计算，按照等比例划分网格进行网格独立性分析，建立五个拓扑结构相同网格数量等比例递增的网格，依次以三个为一组分为三组进行计算结果的不确定性分析，选取最适当的网格形式作为所有计算工况的网格模板。然后针对其数学模型中的若干个相对敏感的参数进行修改，根据计算结果的变化趋势选取对结果影响较大的参数并确定它们的极值范围。最后根据Hammersley采样方法确定采样点，对生成的60个采样点进行数值计算，利用响应面建立设计变量和计算值之间的关系，在响应面上进行优化搜索，寻找到最优的结果点，对比优化设计结果与原型设计并分析其性能改善的原因。 本文以SUBOFF潜艇型线模型为例，完成了网格独立性分析，不确定性分析，敏感度分析，采样，建立响应面寻优等过程，最终完成了对其型线的优化。基于以上研究，可将优化过程推广至任意数学模型建立的水下回转体，这套设计方法严谨可靠，计算精度高，操作便捷。 |
| 作者： | 吕鸣鹤 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计与制造 |
| 导师： | 张志国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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